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docs/cases/10-xstudio/10-simstudio/10-class-cases/10-lcc/index.md

@@ -0,0 +1,49 @@
+---
+title: 高压直流输电系统
+description: 高压直流输电系统模板案例
+tags:
+- xstudio
+- simstudio
+- cases
+---
+
+## 描述
+基于电网换相换流器的高压直流(Line commutated converter high voltage direct current, LCC-HVDC)输电系统具有输送功率大、技术成熟等优点，近年来在电力系统中发挥越来越大的作用。
+
+CloudPSS提供了国际大电网组织提供的LCC-HVDC标准测试系统。在标准测试系统上，CloudPSS进一步提供了单极12脉动、单极双12脉动、双极12脉动、双极双12脉动四种LCC-HVDC仿真模型，用户可根据需要进行选取。现以单极单12脉动为例进行仿真模型的介绍。单极双12脉动、双极12脉动与双极双12脉动的电气与控制系统类似，此处介绍从略。
+
+## 模型介绍
+
+单极12脉动LCC-HVDC模型如图所示，其中每个6脉波桥换流器与对应的换流变压器进行连接，进一步与交流侧母线连接。交流母线上，并联有交流滤波器组与电容器组，电容器组主要用于交流侧的无功补偿；滤波器组用于滤除交流测的谐波，同时也具有一定的无功补偿的作用。整流侧与逆变侧通过直流线路相连接。
+
+![电气系统](./topo.png "电气系统")
+
+在直流系统的控制系统模型中，整流侧采用定电流控制，逆变侧一般情况下采用定熄弧角控制，并配有低压限流保护环节，如下图所示。
+
+![控制系统](./control.png "控制系统")
+
+## 仿真
+
+设定合适的仿真步长（10μs或20μs），对LCC-HVDC系统进行电磁暂态仿真。
+
+### 仿真1：稳态运行测试
+
+在`运行`标签页的`电磁暂态仿真方案`中设置算例的起止时间及积分步长等基本信息。点击`启动任务`，即可得到仿真结果。算例中已输出整流侧与逆变侧的直流电压、直流电流和触发角波形，用户可根据实际需求自行设置输出波形。通过仿真结果我们可以看到直流系统快速进入稳态运行状态。
+
+![稳态计算结果-直流电压](./LCC3.png "稳态计算结果-直流电压")
+
+![稳态计算结果-直流电流](./LCC4.png "稳态计算结果-直流电流")
+
+![稳态计算结果-触发角（弧度）](./LCC5.png "稳态计算结果-触发角（弧度）")
+
+### 仿真2：换相失败故障测试
+
+换相失败故障是LCC-HVDC中最为常见的故障类型。在逆变侧交流母线上设置三相短路故障，并在`运行`标签页的参数方案列表中设置故障起止时间，该交流故障可以引起直流系统发生换相失败故障。仿真结果如下图所示。
+
+![暂态计算结果-直流电压](./LCC6.png "暂态计算结果-直流电压")
+
+![暂态计算结果-直流电流](./LCC7.png "暂态计算结果-直流电流")
+
+通过量测逆变侧六脉动换流桥元件的晶闸管电流，还可绘制详细的桥内部6个晶闸管的电流。
+
+![暂态计算结果-晶闸管电流](./LCC8.png "暂态计算结果-晶闸管电流")

docs/cases/10-xstudio/10-simstudio/10-class-cases/100-substation-case/index.md

@@ -0,0 +1,131 @@
+---
+title: 110kV变电站一、二次系统
+description: 110kV变电站一、二次系统
+tags:
+- xstudio
+- simstudio
+- cases
+---
+
+import Tabs from '@theme/Tabs'
+import TabItem from '@theme/TabItem'
+
+智能变电站作为新型电力系统中衔接一、二次系统的重要节点，担任着受电、变电、配电、控制、保护等重要角色。随着高比例分布式电源的接入，保证在各种工况下继电保护和控制系统都对故障做出正确的判断和快速响应是智能变电站保护和控制装置研发的难点，用户可使用本案例，进行保护配合测试、连锁故障反演等相关内容研究。
+
+## 算例介绍
+该算例包含了智能变电站一次主接线、量测系统及保护系统全部模块。电气与控制节点总数超过20000个。为使用户更直观、快速地掌握该算例，SimStudio结合实际智能变电站的层级划分结构，采用分层设计理念，将算例分为了一次系统、量测系统、保护系统三个层级分别构建。
+### 变电站一次系统
+
+一次系统由电源、送出线路、母线、主变、出线、负荷、电容器、接地变、断路器、CT\PT等元件组成，用于模拟一次设备的运行情况。
+
+![110kV变电站主接线](./_substation1.png)
+
+一次系统又按照电源、送出线路、母线、变压器进行进一步的层级划分，每一个层级下配置了该层级量测系统、保护系统、故障设置的对应链接，用户可通过双击链接进行不同层级图纸之间的导航。
+
+例如：在 110kV 送出线路系统层级下，双击”量测系统_Ⅰ线”。可导航至对应的量测系统：“Ⅰ线保护设备量测“
+
+![110kV送出线路系统层级](./_nav.png)
+
+![Ⅰ线保护设备量测](./_line1measurement.png)
+
+### 变电站量测系统
+
+量测系统主要包含数字量量测(断路器状态)、模拟量量测(CT\PT)两类，其中数字量量测主要测量断路器的开断信息用于事件日志的触发以及与保护逻辑配合，模拟量量测主要测量一次设备的电压、电流等信息，用于保护与控制。
+
+本次算例中的量测系统监测了所有断路器的状态信息、以及各一次设备的电压、电流等采样信息。
+
+![110kV变电站量测系统](./_substation2.png)
+
+### 变电站保护系统
+
+保护系统通过监测断路器的开断状态决定一次设备对应的保护装置是否投切以及根据二次侧的电压、电流等采样信息判断一次设备、电网是否故障，从而进行故障定位、切除与隔离，保障电网的可靠运行。本
+
+算例中，根据实际保护配置信息及保护定值单，构建了包含主网、配网保护逻辑的保护系统。
+
+![110kV变电站保护系统](./_substation3.png)
+
+## 算例入门指南
+
+### 新建算例
+
+可以在**SimStudio 工作台**页面中，点击**新建**按钮，在弹出框中选择**继电保护系统**，创建**110kV变电站一、二次系统**。
+
+![新建110kV变电站一、二次系统](./_create.png)
+
+
+### 用户自定义场景
+为方便用户使用，智能变电站算例为用户配置了保护投入/闭锁状态、故障参数快速配置面板，用户可快速配置不同类型故障、不同类型保护的投切状态，测试不同故障下各类保护的配合效果。
+
+![用户自定义场景](./_selectfaultscene.png)
+
+- 保护投入/闭锁
+
+用户可在**保护投入/闭锁面板**根据保护类型选择要**投入/闭锁**的保护。
+
+![保护投入/闭锁](./_protection_on_off.png)
+
+- 故障设置
+
+用户可在**故障设置面板**选择算例中已经搭建好的故障位置、故障场景。
+
+![故障设置](./_faultsceneposition.png)
+
+- 运行
+
+  用户设置好**保护投切/闭锁**、**故障场景**、**故障位置后**，配置好仿真时间、以及需要显示的通道数据，即可运行仿真。
+
+
+## 典型场景
+<Tabs>
+
+<TabItem value="case1" label="送出线路短路故障">
+
+用户可通过设置送出线路故障类型，故障位置选择为Ⅰ线或者Ⅱ线，仿真差动保护动作特性。差动保护相关日志记录、动作信号、量测信息如下图所示。
+
+![日志记录](./_log1.png)
+
+![动作信号](./_trip1.png)
+
+![送端测量电流](./_current1.png)
+
+![差动电流/制动电流](./_current2.png)
+
+</TabItem>
+
+<TabItem value="case2" label="母线短路故障">
+用户可通过设置母线故障类型，故障位置为110kVⅠ段母线，仿真母线保护动作特性。母线保护相关日志记录、动作信号、量测信息如下图所示。
+
+![日志记录](./_log2.png)
+
+![动作信号](./_trip2.png)
+
+![母线电压](./_voltage2.png)
+
+</TabItem>
+
+<TabItem value="case3" label="变压器故障">
+用户可通过设置变压器故障类型，故障位置为主变3，仿真变压器相关保护动作特性。变压器保护相关日志记录、动作信号、量测信息如下图所示。
+
+![日志记录](./_log3.png)
+
+![动作信号](./_trip3.png)
+
+![变压器低压侧电流](./_current3_1.png)
+
+![变压器高压侧电流](./_current3_2.png)
+
+</TabItem>
+
+<TabItem value="case4" label="重合闸">
+
+此次算例中在10kV配网出线处配置了重合闸保护，用户可通过设置送出线路故障类型，故障位置选择为10kV出线1，故障类型为单相短路故障，仿真重合闸相关动作特性。重合闸相关日志记录、动作信号、量测信息如下图所示。
+
+![日志记录](./_log4.png)
+
+![动作信号](./_trip4.png)
+
+![10kV母线Ⅰ段电压](./_voltage4.png)
+
+</TabItem>
+
+</Tabs>

docs/cases/10-xstudio/10-simstudio/10-class-cases/20-mmc/index.md

@@ -0,0 +1,46 @@
+---
+title: 模块化多电平变流器及其控制系统
+description: 模块化多电平变流器及其控制系统模板案例
+tags:
+- xstudio
+- simstudio
+- cases
+---
+
+## 描述
+模块化多电平换流器（MMC）是一种新型的电压变换电路，它通过将多个子模块级联，叠加输出高电压。具有输出谐波少、模块化程度高等特点，因而在电力系统中具有广泛的应用前景。 
+
+本算例由国际大电网组织MMC工作组提供的双端MMC直流输电测试系统简化而来，默认为77电平640kV双端MMC-HVDC系统。用户可根据需要修改电平数（10-101）及系统电压、功率参数。为保证仿真速度，本模型中的半桥子模块(SM)采用戴维南等值的快速仿真模型，与详细电磁暂态仿真模型具有相同的精度，但计算效率大幅度提高。
+
+## 模型介绍
+
+MMC-HVDC系统分为整流侧（送端）与逆变侧（受端）两部分，两侧的电路拓扑及控制基本一致，仅存在微小差异。每侧的控制系统包括：标幺值换算、电流电压测量、电流电压坐标变换、瞬时功率计算、功率控制(整流侧为直流电压-无功功率控制，逆变侧为有功-无功功率控制)、环流抑制以及调制和排序算法多个模块。用户可在参数方案处更改拓扑和运行参数，实现不同的仿真组合及分析验证，拓扑图如下所示。
+
+![MMC的仿真电路图](./topo.png "拓扑图")
+
+
+## 仿真
+
+根据电平数和最大开关频率选择合适的仿真步长（电平数在101以下，采用最近电平调制时，建议采用10μs或20μs），对MMC-HVDC系统进行电磁暂态仿真。若希望得到更精确的开关过程波形，可采用更小的仿真步长进行仿真。
+
+### 仿真1：逆变侧功率控制暂态响应
+
+在`运行`标签页的参数方案列表中，可设定逆变侧控制的有功给定及无功给定，可设定整流侧控制的直流电压给定及无功给定。仿真默认逆变侧有功给定为-0.9p.u.，无功给定为0p.u.，整流侧电压给定1p.u.，无功给定0p.u.。系统预置0.8s后有功给定变为-0.5，1.4s后无功给定变为0.3。点击`启动任务`，即可得到仿真结果。可以发现，逆变侧的有/无功功率、整流侧无功以及直流电压在参考变化时可快速调整至设定值。
+
+![送受端功率仿真结果](./MMC2.png "仿真图")
+
+![直流电压仿真结果](./MMC3.png "仿真图")
+
+### 仿真2：环流抑制对比
+
+环流抑制是MMC控制的关键环节之一，在`运行`标签页的参数方案列表中，选择整流侧环流抑制的选项为否，即禁用整流侧的环流抑制。点击`启动任务`，即可得到仿真结果。可以发现，逆变侧环流峰峰值远小于整流侧，环流抑制效果明显。
+
+![环流抑制对比仿真结果](./MMC4.png "仿真图")
+
+### 仿真3：不同电平数/模块数仿真
+
+在`运行`标签页的参数方案列表中，分别改变SM模块数的值为76和100，对应的输出电平数为77和101。分别启动仿真，得到如下图所示的仿真结果，可以发现模块电容电压的值分别为8.42kV(640/76)、6.4kV(640/100)，且电容电压均衡效果明显。
+
+![模块数为76时的电容电压仿真结果](./MMC5.png "仿真图")
+
+![模块数为100时的电容电压仿真结果](./MMC6.png "仿真图")

docs/cases/10-xstudio/10-simstudio/10-class-cases/30-pv-system/index.md

@@ -0,0 +1,76 @@
+---
+title: 光伏并网发电系统
+description: 光伏并网发电系统模板案例
+tags:
+- xstudio
+- simstudio
+- cases
+---
+
+
+## 描述
+随着电力电子变换技术的进步，太阳能光伏逆变并网发电比例逐步提升。对集中式、分布式光伏发电系统的详细建模和仿真对于研究光伏并网带来的影响具有重要意义。
+
+CloudPSS提供了光伏并网发电系统的详细模型和平均模型，并提供了两种模型的对比。用户可根据需要，自行选择相应的模型，并在此基础上进行修改和研究。
+
+## 模型介绍
+
+光伏并网发电系统由光伏电池组的工程参数模型（参数更易获取）、电压源变换器（详细/平均模型）、变流器控制系统和最大功率点跟踪（MPPT）算法构成。
+
+其中，电压源变换器的详细模型由6个分立的IGBT及其反并联二极管组成，如下图。
+
+
+![详细模型1](./111.png "详细模型1")
+
+变换器的平均模型由交流侧3个受控电压源和直流侧一个受控电流源组成，如下图。
+
+![平均模型](./averaging-model.png "平均模型")
+
+
+变流器的控制系统采用定直流电压-无功功率控制（VQ控制）。其中，直流电压给定值由MPPT控制模块指定。详细模型的控制系统由电网电压定向、电压环-电流环双闭环控制、参考信号生成、SPWM控制四部分构成。MPPT采用扰动算法。
+
+![详细模型控制系统](./control-details.png "详细模型控制系统")
+
+平均模型的控制系统省略了SPWM控制，但增加了变流器平均模型控制（其主要作用是保证交流侧和直流侧的功率平衡）。
+
+![平均模型控制系统](./control-average.png "平均模型控制系统")
+
+## 仿真
+
+根据所选择的模型设定仿真步长，对光伏并网发电系统进行电磁暂态仿真。其中，详细模型由于含有离散开关事件，必须在`运行`标签页->`电磁暂态仿真方案`>`求解器设置`处选择`开关/离散事件处理增强`选项，采用较小的仿真步长进行仿真。若PWM载波频率为$f_c$，则建议仿真步长应小于$1/({20f_c})$。选用平均模型时，由于不存在开关事件，故可选择`常规（默认）`选项，设置较高的仿真步长（建议50μs，通常不超过100μs）。 
+
+### 仿真1：禁用MPPT控制
+
+将详细模型和平均模型建立在统一算例工程中，进行如下设定。
+* 保持详细模型和平均模型的给定条件相同，设置算例的起止时间及积分步长（5μs）等基本信息；
+* 设定`运行`标签页参数方案列表中的`光照/温度随机变化频率`为1Hz；
+* 设定`运行`标签页参数方案列表中的`使能最大功率点追踪控制`选择否，即**禁用MPPT控制**。
+
+点击`启动任务`，即可得到仿真结果。详细化模型和平均化模型的直流电压和有功功率仿真结果对比如下图所示。
+
+![直流电压](./PV1_1.png "直流电压")
+
+直流侧直流电压参考值设置为0.8kV，直流侧电压维持在0.8kV。
+
+![直流电压放大图](./PV1_2.png "直流电压放大图")
+
+![有功功率](./PV1_3.png "有功功率")
+
+光照/温度随机变化频率为1Hz，环境条件发生变化时，直流电压产生波动并维持在直流电压参考值，有功功率随着环境的变化而发生变化。
+
+### 仿真2：启用MPPT控制
+
+将详细模型和平均模型建立在统一算例工程中，进行如下设定。
+* 保持详细模型和平均模型的给定条件相同，设置算例的起止时间及积分步长（5μs）等基本信息；
+* 设定`运行`标签页参数方案列表中的`光照/温度随机变化频率`为1Hz；
+* 设定`运行`标签页参数方案列表中的`使能最大功率点追踪控制`选择是，即**启用MPPT控制**。
+
+点击`启动任务`，即可得到仿真结果。详细化模型和平均化模型的直流电压和有功功率仿真结果对比如下图所示。
+
+![直流电压](./PV1_4.png "直流电压")
+
+![有功功率](./PV1_5.png "有功功率")
+
+直流侧直流电压参考值设置为该环境条件下由MPPT控制得到的最大功率点电压，直流侧电压维持在最大功率点电压。环境条件发生变化时，最大功率也发生变化。
+
+可见，详细模型和平均模型结果一致。在实际应用时，若需研究控制算法、系统级动态，为提升仿真效率，可采用平均模型。